液压调速控制回路

速度控制回路

液压系统的优点之一就是能方便地实现无级调速。调速问题是机床液压系统的核心问题。在液压系统中，执行元件的速度是由供给执行元件的液体流量和作用在执行元件（如工作缸活塞）上的有效工作面积来决定的。由于执行元件的有效工作面积在系统运行过程中无法改变，因此，为了控制执行元件的运动速度，一般只能通过改变输入液压缸流量的办法来实现。由于液压马达的每转排量是可以改变的，因此对变量马达来说，既可以用改变输入流量的办法来变量，也可以用改变液压马达每转排量的办法来变速。

改变输入执行元件流量来达到使执行元件改变运动速度也有两种办法：一种是采用定量泵，由节流元件来调节输入执行元件的流量；另一种是采用变量泵，靠调节泵的每转排量来调节对执行元件的输入流量。前者称为节流调速，后者称为容积调速。另外还有一种方法叫做容积节流调速，是用自动改变流量的变量泵及节流元件联合进行调速。

回油节流调速回路

将调速阀(或节流阀)串接在工作液压缸的回油路上，利用调速阀（或节流阀）控制工作液压缸的排油流量Q2来实现对工作液压缸活塞运动速度的调节。由于对工作液压缸活塞运动速度进行控制的节流阀安装在液压缸的回油路上，所以称之为回油节流调速回路。

1． 实验目的

1） 学会使用节流阀、调速阀、溢流阀、二位四通电磁换向阀、液压缸等液压元器件来设计回油节流调速回路，加深对所学知识的理解与掌握。

2） 培养使用各种液压元器件进行系统回路的安装、连接及调试等实践能力。

3） 进一步理解调速阀的工作原理、基本结构和它在液压回路中的应用。

4） 通过实验了解利用回油节流调速回路控制液压系统中执行元件运动速度的有效性及其这种回路的优、缺点。

5） 掌握两种节流调速回路的调速性能、特点及不同之处，加深对采用节流阀与采用调速阀的节流调速回路性能的理解。

2．实验内容与实验原理

实验内容

设计利用节流阀或调速阀的回油节流调速回路，在液压传动实验台上安装、连接并调试使回路运行，利用实验数据（计算各种节流阀或调速阀通流面积所对应的活塞运动速度，或利用所记录的活塞运动速度反求与之相对应的节流阀或调速阀的通流面积）近似画出回油节流调速回路的速度-负载特性曲线。

实验原理

将调速阀串联在液压缸的回路上，即可构成回油节流调速回路。根据流量连续性原理，调速阀安装在液压缸的回油路上也同样可以调节与控制进入液压缸的流量。供油压力（液压泵的输出压力）由溢流阀调定，液压泵输出的多余（未进入工作液压缸的）油液经溢流阀的溢流口流回油箱。由于溢流阀产生溢流，既可以使液压泵的出口压力ρ保持恒定ρ借助调速阀（或节流阀）控制工作液压缸的排油流量Q2来实现对工作液压缸活塞运动速度的调节。由于进入液压缸的流量Q1受到回油路上排出流量Q2的限制，因此用调速阀来调节液压缸排油量Q2也就调节了进油量Q1 。定量泵排除多余的油液经溢流阀流回油箱。

液压缸活塞的运动速度：

液压缸排出的流量等于通过调速阀的流量：

式中 △p---调速阀两端的压差

工作液压缸排油腔的压力p2可由活塞（匀速运动时）受力平衡方程求得

可得

将上式微分可求得回油节流调速回路的速度刚度：

回油节流调速回路和进油节流调速回路的速度负载特性和刚度基本相同，如果采用两腔有效作用面积相等的双出杆液压杠，(由于A1=A2)那么两种调速回路的速度负载特性和刚度就完全一样。

由于回油路上有较大的背压力，在外界负载变化时可起缓冲作用，运动平稳性比前一种要好。此外，回油节流调速回路中，经调速阀后发热的油液随即流回油箱，容易散热。而进油节流调速回路经节流阀而发热的油液直接进入液压缸，回路热量增多，油液粘度下降，泄漏就增加。综上所述，回油节流调速回路广泛用于功率不大，负载变化较大或运动平稳性要求较高的液压系统中。如下图所示

回油节流调速回路

如下演示图是仿照YY-18型透明液压传动实验台所进行的模拟实验。采用渐开线外啮合齿轮泵，调速阀，低压直动式溢流阀，双作用液压缸（双活塞杆液压缸），二位四通电磁换向阀，压力表Y60型，

3． 实验方法与步骤

本实验在液压实验台上完成，此实验台采用了透明液压元件、组合插装式结构、活动管路接头、通用电气线路等，可方便地进行各种常用液压传动的控制、实验及测试。

方法

根据已学过的有关液压回路的基本知识，利用节流阀或调速阀、溢流阀等液压元器件设计回油节流调速回路，在液压传动实验台上实现所设计回路的安装、连接及调试，进行系统的运行，调节节流阀或调速阀通流面积，即控制节流口的大小以调节回路中工作液压缸活塞的运动速度，利用速度传感器检测工作液压缸活塞的运动速度（根据节流阀或调速阀通流面积调节旋钮的调节量推算该通流面积的大小），利用上述实验数据和计算结果，绘制本回油节流调速回路的速度-负载特性曲线。

步骤

（1） 设计利用节流阀或调速阀的回油节流调速回路。

（2） 检查实验台上搭建的液压回路是否正确，各接管连接部分是否插接牢固，确定无误则接通电源，将换向阀插座与二位四通电磁换向阀进行连接，启动电气控制面板上的开关。

（3） 旋转液压泵开关，调节液压泵的转速使压力表达到预定压力，将回路中的节流阀或调速阀调节旋钮调至较小位置（使通流面积尽可能小）进行该回路实验的予运行。

（4） 缓慢调节节流阀或调速阀调节旋钮，以使节流口逐渐增大（其调节量以速度传感器的测速精度相适应），测定并记录工作液压缸活塞的运动速度以及调节量。

（5） 利用所记录的实验数据，通过计算和整理绘制进油节流调速回路的速度----负载特性曲线。

（6） 进行实验分析，并完成实验报告。